KR20100033586A - 완충접촉용 리미트스위치 - Google Patents

Abstract

리미트스위치의 파손을 방지할 수 있고, 넓은 범위의 감지가 가능하며, 어떤 거리 범위 내에 속하게 되었는지 여부를 감지할 수 있는 완충접촉용 리미트스위치를 제공하고자 한다.

물체에 고정되는 몸체부와, 상기 몸체부에 형성되는 설치부와, 상기 설치부에 설치되는 전기접점 작동부를 가지는 리미트스위치에 있어서, 상기 전기접점 작동부의 동작부의 상면에, 완충로드가 설치되며, 상기 완충로드는, 상기 동작부의 동작방향인 제1 방향을 향하여 뻗는 가늘고 긴 형상으로 이루어지고, 또한, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향의 외력에 대하여, 상기 완충로드는, 상기 제2 방향의 외력이 인가되지 않은 평상시에는 상기 제1 방향을 향하는 방향으로 지향하고 있고, 상기 제2 방향의 외력이 인가되면 상기 제2 방향으로 굴곡되었다가, 상기 제2 방향의 외력이 소멸되면 다시 상기 제1 방향을 향하는 방향으로 지향 방향이 복귀되는 탄성을 가지는 것을 가지는 것을 특징으로 한다.

리미트스위치, 감지범위, 완충접촉, 파손방지

Description

완충접촉용 리미트스위치{Limit switch for buffer contact}

본 발명은 완충접촉용 리미트스위치에 관한 것이다.

일반적으로 리미트스위치는, 기준물에 부착되어, 접촉대상물과의 접촉여부를 감지하기 위하여 사용되는 부재이다. 이하, 리미트스위치가 부착되는 물체로서, 리미트스위치와 함께 운동하는 물체를 '기준물'이라 하고, 상기 리미트스위치에 접촉되는 물체를 '접촉대상물'이라 한다.

도 1은, 종래의 단순 리미트스위치의 사시도이다.

상기 종래의 단순한 형태의 리미트스위치(100)는, 몸체부(110)에 설치부(120)가 형성되어 있고, 이 설치부(120)에, 고정부(130)가 설치되며, 이 고정부(130)에 대하여 상대운동을 하는 동작부(140)가 이탈방지된 상태로 설치된다. 그리고, 상기 동작부(140)의 상면(145)이 접촉대상물과 접촉되면, 그에 따라 상기 동작부(140)가 상기 고정부(130)에 대하여 상대운동을 하면서 내측으로 밀려들어가고, 이에 따라서, 미도시된 내부 전기접점이 작동되어, 접촉대상물과의 감지에 의한 전기신호가 발생되도록 되어 있다. 따라서, 전기접점을 작동시키는 것은 상기 동작부(140)이다.

여기서, 상기 동작부(140)의 높이, 즉 상기 고정부(130)의 선단에서 돌출되어 있는 상기 동작부(140)의 노출 치수는, 도 1에 도시된 바와 같이 짧게 이루어져 있는 것이 보통이다. 따라서, 접촉대상물과의 거리가 먼 경우에는, 상기 몸체부(110)를 기준물에 있어서 접촉대상물에 근접된 위치에 장착하는 것이 보통이다.

그런데, 작업목적이나 환경, 설계에 따라서는, 접촉대상물과 리미트스위치(100)의 이격거리를 근접시키는 것이 불가능하거나 부적절한 경우가 있다. 예컨대 접촉대상물이 고온물이나 고주파 발생물인 경우에는, 리미트스위치(100)의 몸체부(110)가 너무 가까우면, 리미트스위치(100) 내부의 접점이나 회로에 악영향을 줄 수 있다.

그래서 이러한 경우에는, 리미트스위치(100)는 접촉대상물과 이격시켜서 설치하고, 리미트스위치(100)의 동작부(140)의 상면(145)에 길이가 긴 장척물을 연장 설치하여 그 선단에서 접촉대상물과 접촉되도록 하는 경우가 있다.

그런데, 작업목적이나 환경, 설계에 따라서는, 접촉대상물과의 접촉시 충격을 완충시킬 필요가 있다. 특히 리미트스위치(100) 내부의 접점은, 몸체부(110)나 설치부(120) 등에 걸쳐서 고정 설치되어 있고, 그 접점의 온오프를 위하여, 대개의 경우에 스프링의 탄성력을 이용하여 상기 고정부(130)에 대한 동작부(140)의 동작을 허용하고 있는데, 리미트스위치(100)와 접촉대상물 사이의 접촉 충격력이 상기 스프링의 탄성력을 초과함은 물론, 상기 내부 접점의 고정 위치를 붕괴시킬 정도로 큰 경우에는, 결국 고가의 리미트스위치(100)의 파손을 초래하고 만다.

따라서, 이러한 경우에는, 상기 리미트스위치(100)의 동작부(140)의 상 면(145)에 설치되는 장척물이 탄성을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 작업목적이나 환경, 설계에 따라서는, 접촉대상물과의 정확한 거리의 감지조차 불필요한 경우가 있다. 즉, 일반적으로 추천되는 안전거리로서는 A라는 거리를 감지하면 바람직하고, 설사 이 안전거리를 초과한 경우에도, 최후적으로는 필수거리로서 안전거리보다 가까운 B라는 거리는 적어도 감지하면 된다는 경우가 있을 수 있다. 예컨대, 고소작업대에 있어서, 고소(高所)의 접촉대상물인 천정에 작업대가 접촉되는지 여부를 감지하는 작업목적에 있어서는, 예컨대 고소작업대에 탑재한 덕트나 배관 등의 물체가 찌그러지지 않을 정도의 거리(A)를 20cm로 정의하고, 손이나 어깨 등 사람의 신체가 협착되어 손상되지 않을 정도의 거리(B)를 5cm로 정의한 경우에, 접촉대상물인 천정과의 거리가 20cm 이하이면 고소작업대의 상승을 정지시키는 것이 바람직하지만, 설령 그 정지동작이 실패한 경우이더라도, 최후적으로는 5cm 이하가 되면 실패없이 고소작업대의 상승을 정지시켜야 한다. 이런 경우에, 상기 A 거리와 B 거리 사이의 거리는, 종래기술에 의하면 하나의 리미트스위치에 의하여 감지하기 곤란한데, 정확한 거리의 감지가 아니더라도, 상기 A 거리와 B 거리의 범위 내에서 대략적으로 감지하여 작동할 수 있는 하나의 리미트스위치가 구현될 수 있다면 바람직하다.

한편, 도 1과 같은, 종래의 단순 리미트스위치(100)의 상기 상면(145)이 접촉대상물과 접촉되는 경우에만 접촉 감지가 가능함은 당연하다. 그래서 접촉 감지범위는, 상기 상면(145)의 면적에 해당되는 범위로 한정되어 있었다.

그런데, 작업목적이나 환경, 설계에 따라서는, 정확한 위치에서의 접촉 감지 가 필요하지 않고, 오히려 대략의 넓은 범위의 접촉 감지가 필요한 경우가 있다. 예컨대, 고소작업대에 있어서, 고소(高所)의 접촉대상물인 천정에 작업대가 접촉되는지 여부를 감지하는 작업목적에 있어서는, 천정의 어느 특정 부위와 감지되는 것이 아니라, 넓은 천정 중에서 어느 한 부분이라도 접촉되면, 고소작업대를 스톱시켜야 한다. 이런 경우에는, 상기 리미트스위치(100)의 상면(145)과 같이 좁은 감지범위보다는, 대략이더라도 넓은 범위의 접촉 감지가 더욱 바람직하다.

따라서, 이러한 경우에도, 상기 리미트스위치(100)의 동작부(140)의 상면(145)에 설치되는 장척물이 탄성을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

도 2는, 길이가 긴 봉(장척물)을 상기 동작부(140)의 상면(145)에 부착한 종래의 리미트스위치를 나타낸 도면으로서, 도 2a는 사시도, 도 2b는 단면도이다.

상기 리미트스위치는, 몸체부(110)와 설치부(120), 그리고 전기접점 작동부(고정부(130)와 동작부(140))로 이루어진다.

그리고, 상기 전기접점 작동부의 동작부(140)의 상면(145)에, 코일봉(150)이 설치된다. 상기 코일봉(150)은 상기 동작부(140)의 상면(145)과 접촉대상물의 사이에 개재하여, 그 선단에서 상기 접촉대상물과 접촉하고, 그 후단은 상기 동작부(140)의 상면(145)과 결합되어 있는 것이다.

상기 코일봉을 구비한 리미트스위치의 실제 제작 예를 공개한다.

도 8은, 완충로드가 코일봉인 경우의 실시사진으로서, 도 8a는 사시사진, 도 8b는 굴곡동작시의 사진, 도 8c는 과도굴곡에 의한 파손상태 사진이다.

이하, 상기 동작부(140)의 동작방향, 즉 리미트스위치가 눌려지도록 작동하는 방향(도면에 있어서 상하방향, 즉 축방향)을 제1 방향이라 하고, 이 제1 방향과 수직인 방향(도면에 있어서 좌우방향 또는 전후방향과 그 사이의 모든 방사방향)을 제2 방향이라 하기로 한다.

상기 코일봉(150)은, 제1 방향을 향하여 뻗는 가늘고 긴 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 코일봉(150)은, 상기 제1 방향을 축으로 하여 그 둘레에 감긴 형태로 이루어져 있다. 예컨대 상기 코일봉(150)은 스프링으로 구현되어 있다.

상기 동작부(140)의 상면(145)의 일부에, 상기 코일봉의 후단 내주면이 끼워질 수 있는 돌출부(147)가 구비되어 있어서, 이를 이용하여 서로 결합된다.

그리고, 상기 코일봉(150)은, 기본적으로, 제2 방향의 외력에 대하여 굴곡 및 탄성복원 기능을 가진다. 즉, 상기 코일봉(150)은, 상기 제2 방향의 외력이 인가되지 않은 평상시에는 상기 제1 방향으로 지향하고 있게 된다. 만일 상기 제2 방향의 외력이 인가되면 상기 코일봉(150)은, 상기 외력에 순종하여 상기 제2 방향으로 굴곡된다. 이때, 상기 코일봉(150)은, 코일의 탄성을 가지고 있기 때문에 상기 굴곡에 의한 변형력은 탄성력으로 저장된다. 그러므로 상기 제2 방향의 외력이 소멸되면 상기 코일봉(150)은, 다시 상기 제1 방향으로 지향 방향이 복귀된다.

그런데, 상기 코일봉(150)은, 하나의 코일선이 돌면서 감겨서 이루어진 것이므로, 그 코일선의 재질이나 구조적 사양에 의존하여 내구력의 한계가 결정되며, 일반적으로, 코일 전체의 직경보다 코일선의 직경은 극히 작으므로, 외견상 보이는 코일 전체의 직경으로부터 감지되는 내구력에 비하여 실제의 내구력은 작다. 특히, 코일봉(150)을 구성하는 코일선의 탄성한계를 넘는 외력에 대해서 코일선의 일부가 탄성을 잃게 될 수 있어서, 기능에 문제가 발생할 여지가 있다.

도 3은, 종래의 코일봉을 구비한 리미트스위치에서 예상되는 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3a는 접촉시의 사시도, 도 3b는 접촉 후의 사시도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 접촉대상물(500)에 코일봉(150)이 접촉될 때, 처음에는 코일봉(150)의 선단에서 접촉이 이루어지더라도, 그 후 접촉된 채로 거리가 가까워짐에 따라서 상기 코일봉(150)의 선단은 접촉대상물(500)과의 접촉면에서 미끄러져서 이탈되고, 그 후에는 코일봉(150)의 몸통, 즉 중간부분에서 접촉이 이루어지는 경우가 상정된다. 상기 리미트스위치는 이러한 코일봉(150)의 몸통부분에서의 접촉인 경우에도 정상적으로 접촉의 감지가 가능하다.

그러나, 코일봉(150)은, 하나의 코일선(와이어)가 연속으로 감겨서 이루어진 코일 형태이므로, 측방, 즉 제2 방향으로부터의 외력에 대한 내성이 약하다. 즉, 국부에 탄성한계를 넘는 힘이 가해지면, 그 부분의 탄성이 쉽게 상실된다.

이렇게 국부에서 탄성을 잃게 되면, 그 후에 재차 사용되어야 하고자 하는 경우에, 도 3b에 도시된 바와 같이, 또는 도 8c의 사진과 같이, 탄성한계를 벗어난 외력이 가해진 부분인 파손부(155)에서 꺾인 상태로 코일봉(150)이 변형된 상태가 고정되어 버린다. 이렇게 되면, 상기 제2 방향의 외력이 없는 상태에서, 상기 제1 방향으로 코일봉(150)이 똑바로 기립할 수가 없게 된다.

그래서, 최초에 그 선단 부분과 접촉대상물(500)이 접촉되는 경우에도, 살짝 접촉되었다가 곧바로 미끄러져서 몸통부분, 특히 파손부(155) 내지는 뿌리 부분에 서의 접촉감지만이 행하여지게 된다. 따라서 선단부분에 의한 감지가 불가능하게 된다는 문제점이 발생한다.

또한, 코일봉(150)의 코일선은 금속으로 이루어지기 때문에, 전기에 대하여 도체로 작용한다. 따라서, 접촉대상물(500)이 전기적 위험물, 예컨대 고전압, 고전류를 취급하는 물건인 경우에는, 작업자의 위험을 방지할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 코일봉(150)의 선단은, 접촉대상물(500)과 접촉하는 부위인데, 그 상면이 대략 제1 방향과 직각으로 형성되어 있어서, 근접에 따른 굴곡이 발생할 때에, 그 굴곡이 발생하는 방향을 예견할 수 없었다. 따라서 반복 사용에 따라서 자주 굴곡되는 방향으로 피로도가 누적되어, 이 방향의 몸통부분이 취약부분으로 발전하며, 설계에 의해서도 굴곡되는 방향을 제어할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 코일봉(150)에 의하여 감지되는 부분은, 접촉대상물(500)과 접촉하는 접촉부위인데, 이 접촉부위의 단면적은 결국 상기 코일봉(150)의 단면적에 의존하기 때문에, 가늘고 긴 코일봉(150)만을 이용하는 경우에는, 접촉 검출범위가 극히 좁아진다. 따라서, 접촉대상물(500)에 함몰부나 오목부나 요철부가 존재하고, 코일봉(150)의 선단이 이러한 깊숙한 곳에 접촉한 경우에는, 그 주변의 돌출부 등에 의하여 작업자의 안전이 위협된다는 문제점이 있었다.

이와 같이 종래기술에서는, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물을 설치하는 경우에, 이 장척물이 제2 방향의 외력에 대하여 강한 내구성을 가지지 못하고, 전 기적 절연성이 없으며, 접촉대상물과의 근접에 따른 굴곡발생의 방향을 설정할 수 없고, 접촉 검출범위가 좁다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물이 제2 방향의 외력에 대하여 강한 내구성을 가지는 완충접촉용 리미트스위치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물이 전기적 절연성을 구비하는 완충접촉용 리미트스위치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 접촉대상물과의 근접에 따른 장척물의 굴곡발생의 방향을 미리 설정할 수 있는 완충접촉용 리미트스위치를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 접촉 검출범위가 장척물 단면적보다 넓은 완충접촉용 리미트스위치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 완충접촉용 리미트스위치는, 물체에 고정되는 몸체부와, 상기 몸체부에 형성되는 설치부와, 상기 설치부에 설치되는 전기접점 작동부를 가지는 리미트스위치에 있어서, 상기 전기접점 작동부의 동작부의 상면에, 완충로드가 설치되며, 상기 완충로드는, 상기 동작부의 동작방향인 제1 방향을 향하여 뻗는 가늘고 긴 형상으로 이루어지고, 또한, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향의 외력에 대하여, 상기 완충로드는, 상기 제2 방향의 외력이 인가되지 않은 평상시에는 상기 제1 방향을 향하는 방향으로 지향하고 있고, 상기 제2 방향의 외력이 인가되면 상기 제2 방향으로 굴곡되었다가, 상기 제2 방향의 외력이 소멸되면 다시 상기 제1 방향을 향하는 방향으로 지향 방향이 복귀되는 탄성을 가지는 것을 가지는 것이다.

여기서, 상기 완충로드는, 상기 제1 방향을 축으로 하는 탄성체봉이거나, 상기 제1 방향을 축으로 하여 꼬인 형태의 트위스티드 와이어봉인 것이 바람직하다.

그리고, 위의 모든 경우에 있어서, 상기 완충로드의 선단에, 상기 제2 방향을 따라 접촉범위를 확대시키는 확장판이 구비된 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물의 소재나 구조를 달리 함으로써, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물이 제2 방향의 외력에 대하여 강한 내구성을 가지는 완충접촉용 리미트스위치를 제공할 수 있다.

또한, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물의 소재나 구조를 달리 함으로써, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물이 전기적 절연성을 구비하는 완충접촉용 리미트스위치를 제공할 수 있다.

또한, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물의 선단면에 경사면을 미리 형성함으로써, 접촉대상물과의 근접에 따른 장척물의 굴곡발생의 방향을 미리 설정할 수 있는 완충접촉용 리미트스위치를 제공할 수 있다.

또한, 리미트스위치 상면에서 뻗는 장척물의 선단에 확장판을 구비하도록 함으로써, 접촉 검출범위가 장척물 단면적보다 넓은 완충접촉용 리미트스위치를 제공 할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치에 대하여 보다 상세히 설명한다. 다만, 도면에 있어서, 도면이 달라지더라도, 동일구조에 의하여 동일기능을 가지는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 부여한다.

본 발명의 완충접촉용 리미트스위치는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 길이가 긴 봉(장척물)인 완충로드를 동작부의 상면에 부착한 것으로서, 상기 완충로드는, 상기 제2 방향의 외력에 대한 내구성이 큰 재질로 이루어지는 것이다.

도 4는, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치의 제1 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 4a는 사시도, 도 4b는 단방향 경사를 가지는 선단을 나타낸 부분사시도, 도 4c는 복수방향 경사를 가지는 선단을 나타낸 부분사시도이다.

상기 리미트스위치는, 몸체부(210)와 설치부(220), 그리고 전기접점 작동부(고정부(230)와 동작부(240))로 이루어진다.

그리고, 상기 전기접점 작동부의 동작부(240)의 상면(245)에, 완충로드(250)가 설치된다. 상기 완충로드(250)는 상기 동작부(240)의 상면(245)과 접촉대상물(500)의 사이에 개재하여, 그 선단에서 상기 접촉대상물(500)과 접촉하고, 그 후단은 상기 동작부(240)의 상면(245)과 결합되어 있는 것이다.

이하, 앞서와 마찬가지로, 상기 동작부(240)의 동작방향, 즉 리미트스위치가 눌려지도록 작동하는 방향(도면에 있어서 상하방향, 즉 축방향)을 제1 방향이라 하고, 이 제1 방향과 수직인 방향(도면에 있어서 좌우방향 또는 전후방향과 그 사이의 모든 방사방향)을 제2 방향이라 하기로 한다.

상기 완충로드(250)는, 제1 방향을 향하여 뻗는 가늘고 긴 형상으로 이루어진다.

상기 동작부(240)의 상면(245)의 일부에, 상기 완충로드(250)의 후단이 장착되는 구조가 구비되어 있어서, 이를 이용하여 서로 결합된다.

그리고, 상기 완충로드(250)는, 기본적으로, 제2 방향의 외력에 대하여 굴곡 및 탄성복원 기능을 가진다. 즉, 상기 완충로드(250)는, 상기 제2 방향의 외력이 인가되지 않은 평상시에는 상기 제1 방향으로 지향하고 있게 된다. 만일 상기 제2 방향의 외력이 인가되면 상기 완충로드(250)는, 상기 외력에 순종하여 상기 제2 방향으로 굴곡된다. 이때, 상기 완충로드(250)는, 탄성을 가지고 있기 때문에 상기 굴곡에 의한 변형력은 탄성력으로 저장된다. 그러므로 상기 제2 방향의 외력이 소멸되면 상기 완충로드(250)는, 다시 상기 제1 방향으로 지향 방향이 복귀된다.

상기 완충로드(250)는, 상기 제2 방향의 외력에 내성이 큰 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

제1 실시예의 리미트스위치(201)에 있어서, 상기 완충로드(250)는, 그 형태에 있어서 종래기술처럼 하나의 와이어로 이루어지는 것과 같이 취약한 형태가 아니라, 도 4a에 도시된 바와 같이, 완충로드(250) 전체가 하나로 이루어진 중실(中 實; 속이 찬)의 봉으로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 완충로드(250)는, 상기 제1 방향을 축으로 하는 탄성체봉인 것이 바람직하다.

탄성체로서는 예컨대 실리콘이나 우레탄, 특수고무, 탄성 합성수지 등과 같이, 가압력에 대한 내성이 강한 재질이 바람직하다.

이러한 합성수지 등의 탄성체는, 그 자체로서 전기적 절연성을 가진다. 따라서, 접촉대상물(500)이 전기적 위험물인 경우라 하더라도, 전기가 리미트스위치(201)에 전달되지 않기 때문에, 누설전류에 의한 피해를 방지할 수 있다.

다만, 상기 완충로드(250)를 구성하는 소재에 전기적 절연성이 없거나 미약한 경우라 하더라도, 그 선단, 즉 접촉대상물(500)에 접촉하는 부분에만 전기적 절연성이 구비되면 족하다. 이를 위하여 선단부에 절연재로 이루어지는 캡을 씌우거나, 선단부에 절연성을 가지도록 코팅을 하거나 기타 가공을 하여도 좋다.

상기 완충로드(250)와 동작부(240)의 상면(245) 사이의 결합을 위하여, 예컨대 상기 동작부(240)의 상면(245)에 나사부(248)를 구비시키고, 이 나사부(248)와 나사결합될 수 있는 구조를 상기 완충로드(250)의 후단 측에 구비할 수도 있다. 물론 기타 다른 공지의 결합방법에 의하여 이들의 결합을 구현하여도 좋다.

그리고, 이와 같이 중실의 봉으로 이루어지는 완충로드(250)는, 그 선단에 미리 굴곡방향에 영향을 주는 경사면을 가지도록 하면 좋다. 이러한 경사면에 의하여, 굴곡방향을 미리 설정해 둘 수 있고, 상기 예정된 굴곡방향을 고려하여, 상기 완충로드(250)의 구조, 즉 굵기나 형상(단면형상, 테이퍼형상 등)을 결정할 수 있으며, 이에 의하여 내구성과 탄성 특성을 조정할 수 있기 때문이다.

예컨대, 도 4b와 같이, 완충로드(250) 선단 전체에 대하여 단방향으로 하나의 경사면(각도 a)을 가지도록 상면(265)을 가공할 수도 있다. 이와 같이 하면, 상기 완충로드(250)의 외면은 길이가 긴 부분과 길이가 짧은 부분을 포함하도록 구성된다. 이 경우, 예컨대 상기 선단이 접촉대상물(500)과 똑바로 접촉하게 되면, 상기 완충로드(250)의 선단부분은 길이가 긴 부분 쪽으로 미끄러지기 쉽게 배치되고, 몸통부분은 길이가 짧은 쪽으로 굴곡하기 쉽게 되는 경향성을 가질 수 있다.

다른 예로서, 도 4c와 같이 완충로드(250) 선단에 대하여 2개의 방향으로 경사면(각도 a와 각도 b)을 가지도록 상면(265)을 가공할 수도 있다. 이와 같이 하면, 상기 완충로드(250)가 제1 방향으로 정확히 기립되지 않는 경우에도, 두 경사면 중에서 어느 한 방향으로 굴곡될 경향성이 커지게 된다. 물론, 상기 각도 a와 각도 b는 설계에 따라서는 동일하더라도, 서로 다르더라도 상관없다.

한편, 상기 중실의 완충로드(250)인 경우에도, 날카로운 칼날 등과의 접촉 또는 오랜 사용으로 인한 피로에 의하여 몸통부분에 흠집이 생기는 경우 등에 있어서, 작은 흠집에서 시작해서 굴곡에 의하여 쉽게 전체 절단이 발생될 수도 있다. 기타 소재가 부드러운 대신에 강성이 필요한 용도에는 부적합할 수 있다. 따라서, 제2 방향의 외력에도 강하고, 흠집도 발생되기 어려운 구성의 완충로드(250)가 요구되는 경우가 있다.

이런 경우에는, 상기 완충로드(250)는, 상기 제1 방향을 축으로 하여 꼬인 형태의 트위스티드 와이어봉인 것이 바람직하다.

도 5는, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치의 제2 실시예를 나타낸 사시도이다.

일반적으로 트위스티드(twisted) 와이어는, 다수의 가는 와이어가 꼬여서 전체로서 하나로 이루어지는 와이어를 말하는데, 상기 트위스티드 와이어봉은, 이러한 트위스티드 와이어를 짧게 절단하여 봉과 같은 경직성을 가지도록 한 것이다. 물론, 트위스티드 와이어의 일부이므로, 와이어로서의 유연성도 함께 가지며, 다수의 가는 와이어의 꼬인 집합이므로 이들의 힘의 분산작용에 의하여 탄성(복원력)도 가진다. 물론 소재가 금속인 경우가 많을 것이나, 이에 한정되지 않고, 비금속, 엔지니어링 플라스틱 등 합성수지 등이더라도 좋으며, 그 소재 자체에 탄성이 존재하면 더욱 큰 탄성을 나타내게 되므로 바람직하나, 소재의 탄성이 적더라도, 꼬여 있다는 구조 자체에서 어느 정도의 복원력이 발생된다.

제2 실시예의 리미트스위치(202)에 있어서, 상기 트위스티드 와이어봉으로 이루어지는 완충로드(250)는, 소재가 금속 또는 비금속, 합성수지 등의 내구성 강한 재질이므로 제2 방향의 외력에 대하여 내성이 강하고, 유연성에 의하여 제2 방향의 외력에 의하여 용이하게 굴곡되며, 경직성 및 탄성에 의하여 제1 방향을 향하는 지향성도 확보되므로 바람직하다.

이하, 상기 제1 또는 제2 실시예의 완충로드(250)를 가지는 본 발명의 완충접촉용 리미트스위치의 동작에 대하여 설명한다.

도 6은, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치의 완충로드의 굴곡 작동방 식을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6a는 정확한 접촉시의 굴곡 상황도, 도 6b는 어긋난 접촉시의 굴곡 상황도, 도 6c는 과도한 접촉시의 굴곡 상황도이다.

도 6a와 같이, 완충로드(250) 선단이 리미트스위치에서 정확히 직립한 상태로 접촉대상물(500)과 접촉하면, 상기 완충로드(250)의 선단은 그대로 그 접촉위치를 유지한 채로, 접촉력이 상기 완충로드(250)를 통하여 동작부(240)에 전달되므로, 접점을 작동시킬 수 있다. 이때, 거리가 더욱 가까워짐에 따라서 상기 완충로드(250)의 몸통 부분이 굴곡될 수 있다. 이로써 완충효과가 이루어진다. 그리고, 이 경우 굴곡이 되더라도 굴곡된 정도가 탄성력으로 작용하면서 접촉력은 동작부(240)에 전달되므로, 접점을 작동시킬 수 있다.

한편, 도 6b와 같이, 완충로드(250) 선단이 리미트스위치에서 정확히 직립하지 않은 상태로 접촉대상물(500)과 접촉하거나, 도 6a와 같이 정확히 접촉한 후에 도 6b와 같이 그 접촉위치가 어긋나게 된 경우에는, 몸통 부분이 굴곡되기는 하지만, 그럼에도 불구하고 굴곡된 정도가 클수록 상기 완충로드(250)의 탄성력도 커져서, 굴곡 정도와 비례하는 힘이 동작부(240)에 전달되므로, 접점을 작동시킬 수 있다. 이때, 접촉위치의 어긋난 양만큼 더욱 굴곡되는 것은 당연하며, 굴곡된 양만큼 완충로드(250)의 길이가 짧아지므로, 선단에서 정확히 접촉이 감지된 경우에 비하여 짧은 거리에서의 접촉 감지가 이루어진다.

그리고, 완충로드(250) 선단이 리미트스위치에서 도 6b의 경우보다 더 많이 어긋난 상태로 뻗은 상태에서 접촉대상물(500)과 접촉하거나, 도 6b와 같이 접촉한 후에 거리가 가까워짐에 따라서 선단의 접촉위치가 미끄러져서 더욱 어긋나게 된 경우에는, 도 6c와 같이 몸통 부분에 의하여 접촉이 이루어지게 된다. 이때는, 몸통 부분에 발생한 탄성력에 의하여 동작부(240)에 가압이 행하여지므로, 접점을 작동시킬 수 있다. 이때, 굴곡된 양만큼 완충로드(250)의 길이가 짧아지므로, 도 6a와 같이 선단에서 정확히 접촉이 감지된 경우보다는 훨씬 짧고, 도 6b와 같이 선단이 어긋난 위치에서 접촉이 감지된 경우보다도 짧은 거리에서의 접촉 감지가 이루어진다.

이들을 종합하면, 도 6a와 같은 상황에서 감지되는 접촉거리가 가장 길고, 도 6b의 경우가 그 다음이며, 도 6c의 경우가 그 다음으로서 가장 짧다. 그리고, 본 발명의 완충접촉용 리미트스위치는, 상기 도 6a 내지 도 6c와 같은 다양한 상황에 대해서도 모두 접촉을 감지할 수 있는 것이다.

그리고, 종래의 코일봉(150)을 이용한 리미트스위치에 있어서는, 도 6c와 같은 접촉 상태에서 제2 방향에 대한 내구성이 없어서, 도 3b와 같이 파손부(155)가 발생하였으나, 본 발명의 제1 실시예의 탄성체봉이나 제2 실시예의 트위스티드 와이어봉을 이용한 리미트스위치에 있어서는, 도 6c와 같은 접촉 상태에서 제2 방향에 대한 내구성이 충분하여, 파손부가 발생되지 않는다. 따라서 반복 사용하는 경우에도, 그 직립성이 보장되므로, 직립에 의한 최대 이격거리, 즉 완충로드(250)의 전체 길이가 곧게 펴진 상태의 접촉 거리가 확보된다.

그리고, 완충로드(250)의 전체가 전기적 절연체로 이루어지도록 하거나, 적어도 완충로드(250)의 선단부에 전기적 절연체를 형성하도록 하면, 접촉대상물(500)이 전기적 위험물인 경우에도 안전 확보를 이룰 수 있다.

그리고, 완충로드(250)의 선단부를 가공하여, 하나 이상의 경사면을 가지도록 하면, 근접에 의한 굴곡방향을 미리 설정할 수 있어서, 이 미리 설정된 굴곡방향을 고려하여, 완충로드(250)의 단면형상, 테이퍼 여부 및 형상 등을 설정할 수 있다.

한편, 위의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 있어서, 상기 완충로드(250)의 선단에, 확장판(280)이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 확장판(280)은, 본 발명의 완충접촉용 리미트스위치의 접촉 감지범위를 확대시키기 위한 것이다. 접촉 감지범위는, 상기 제1 방향으로 운동하면서 접촉이 감지되는 리미트스위치에 있어서, 그 운동하는 방향과 직각이 되는 방향, 즉 상기 제2 방향을 따르는 범위가 된다.

도 7은, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치의 제3 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 7a는 사시도, 도 7b는 정확한 접촉시의 완충로드의 굴곡 상황도, 도 7c는 어긋난 접촉시의 완충로드의 굴곡 상황도, 도 7d는 과도한 접촉시의 완충로드의 굴곡 상황도이다.

제3 실시예의 리미트스위치(203)에 있어서, 도 7a와 같이, 상기 확장판(280)의 형태는 그 판의 형상에 있어서 어떠한 형상이더라도 상관없다. 예컨대 원형, 타원형, 다각형 등이어도 좋고, 대칭이 아니어도 좋다.

상기 확장판(280)의 재질은 아무런 제한이 없다. 예컨대 부드럽게 밀착할 수 있는 실리콘이나 우레탄 등도 가능하고, 견고하고 강성이 강한 철판이나 합판, MDF, HDF 등도 가능하다. 탄성의 유무도 확장판(280)의 필수 고려요소가 아니다. 다만, 장기간 사용을 위한 내마모성이나 내변형성 등은 고려될 수도 있다. 그리고, 상기 접촉대상물(500)과 접촉하는 면에 전기적 절연성을 부여하거나, 확장판(280) 자체를 전기적 절연물로 구성하여도 좋다. 예컨대, 전기적 절연물로 코팅을 하여도 좋다. 또한, 슬립방지 코팅을 하여도 좋다.

상기 확장판(280)은, 상기 완충로드(250)의 선단에 구비되므로, 상기 완충로드(250)가 굴곡됨에 따라서 상기 확장판(280)의 면이 지향하는 방향도 변화된다. 이에 따라서 리미트스위치(203)가 부착된 기준물에 대한 확장판(280)의 상대위치도 변화된다.

상기 완충로드(250)가 직립한 상태인 경우에는, 상기 확장판(280)도 똑바른 방향을 지향한다. 상기 직립한 완충로드(250)가 접촉대상물(500)과 근접하여, 상기 확장판(280)이 상기 접촉대상물(500)과 접촉하게 되면, 최초에는 그 접촉력이 동작부(240)를 작동시켜서, 접점형성이 이루어진다. 그리고, 더욱 근접하게 되면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 완충로드(250)가 굴곡되지만, 확장판(280)과 접촉대상물(500) 사이의 접촉상태는 그대로 유지된다.

상기 접촉대상물(500)에 상기 완충로드(250)가 직립되지 않은 상태에서 근접하거나, 도 7b의 상태에서 리미트스위치와 접촉대상물(500)의 상대위치가 변화된 경우에는, 도 7c의 상태가 되는데, 이 경우에도, 상기 확장판(280)과 접촉대상물(500) 사이의 접촉상태는 용이하게 그대로 유지된다.

도 7c의 상태에서 더욱 근접하게 된 경우, 또는 리미트스위치와 접촉대상물(500)의 상대위치가 더욱 크게 변화된 경우에는, 도 7d의 상태와 같이 되는데, 이때 어긋난 정도에 따라서는 도시된 바와 같이 상기 확장판(280)과 접촉대상물(500) 사이의 접촉상태가 분리될 수도 있다.

상기 도 7b 내지 도 7d의 어느 경우에 있어서도, 상기 확장판(280)은 전체적으로 상기 접촉대상물(500)과 가능한 한 완전 접촉을 유지하도록 도와준다. 이러한 완전접촉 상태는 상기 완충로드(250)의 굴곡이 어느 정도 진행되더라도 유지된다. 이러한 접촉위치의 유지기능에 의하여, 완충로드(250)의 탄성에 의한 접촉력 전달기능을 보조하여, 동작부(240)의 작동을 보다 확실하게 하여, 접점 동작을 보장할 수 있다.

또한, 접촉대상물(500)이 평면이 아니라, 요철 또는 돌출 형상을 가지는 경우에, 상기 완충로드(250)의 선단의 좁은 면적에 의해서는 감지되지 않을 경우이더라도, 상기 확장판(280)의 넓은 면적에 의하여 감지범위가 확대되는 효과가 있다.

이상과 같이, 상기 완충로드(250)는 탄성체봉 또는 트위스티드 와이어봉과 같은 실시예로서 이루어질 수 있는데, 이들의 실제 제작 예를 공개한다.

도 9는, 완충로드가 탄성체봉인 경우의 실시사진으로서, 도 9a는 사시사진, 도 9b는 확장판 적용시의 하측에서 본 사시사진, 도 9c는 확장판 적용시의 상측에서 본 사시사진이다.

도 10은, 완충로드가 트위스티드 와이어봉인 경우의 실시사진으로서, 도 10a는 사시사진, 도 10b는 굴곡동작시의 사진, 도 10c는 확장판 적용시의 사시사진, 도 10d는 정면사진, 도 10e는 확장판 적용시의 정면사진이다.

이상, 바람직한 실시예를 따라서 본 발명을 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 이루어진 변형, 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은, 소정 거리만큼 접근하였는지 여부를 접촉에 의하여 감지하는 리미트스위치에 있어서, 접촉 충격력을 완충시키는 완충기능과 접촉범위 확대기능, 길이 범위에 대한 감지기능이 부여된 리미트스위치와 관련된 산업분야에 적용 가능하다.

도 1은, 종래의 단순 리미트스위치의 사시도이다.

도 2는, 종래의 장척물로서 코일봉을 가지는 리미트스위치를 나타낸 도면으로서, 도 2a는 사시도, 도 2b는 단면도이다.

도 3은, 종래의 장척물로서 코일봉을 가지는 리미트스위치의 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3a는 접촉시의 사시도, 도 3b는 접촉 후의 사시도이다.

도 4는, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치의 제1 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 4a는 사시도, 도 4b는 단방향 경사를 가지는 선단을 나타낸 부분사시도, 도 4c는 복수방향 경사를 가지는 선단을 나타낸 부분사시도이다.

도 5는, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치의 제2 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 6은, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치의 완충로드의 굴곡 작동방식을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6a는 정확한 접촉시의 굴곡 상황도, 도 6b는 어긋난 접촉시의 굴곡 상황도, 도 6c는 과도한 접촉시의 굴곡 상황도이다.

도 7은, 본 발명에 의한 완충접촉용 리미트스위치의 제3 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 7a는 사시도, 도 7b는 정확한 접촉시의 완충로드의 굴곡 상황도, 도 7c는 어긋난 접촉시의 완충로드의 굴곡 상황도, 도 7d는 과도한 접촉시의 완충로드의 굴곡 상황도이다.

도 8은, 종래의 장척물이 코일봉인 경우의 실시사진으로서, 도 8a는 사시사진, 도 8b는 굴곡동작시의 사진, 도 8c는 과도굴곡에 의한 파손상태 사진이다.

도 9는, 완충로드가 탄성체봉인 경우의 실시사진으로서, 도 9a는 사시사진, 도 9b는 확장판 적용시의 하측에서 본 사시사진, 도 9c는 확장판 적용시의 상측에서 본 사시사진이다.

도 10은, 완충로드가 트위스티드 와이어봉인 경우의 실시사진으로서, 도 10a는 사시사진, 도 10b는 굴곡동작시의 사진, 도 10c는 확장판 적용시의 사시사진, 도 10d는 정면사진, 도 10e는 확장판 적용시의 정면사진이다.

Claims (5)

1. 물체에 고정되는 몸체부와, 상기 몸체부에 형성되는 설치부와, 상기 설치부에 설치되는 전기접점 작동부를 가지는 리미트스위치에 있어서,

   상기 전기접점 작동부의 동작부의 상면에, 완충로드가 설치되며,

   상기 완충로드는, 상기 동작부의 동작방향인 제1 방향을 향하여 뻗는 가늘고 긴 형상으로 이루어지고, 상기 제1 방향을 축으로 하는 탄성체봉이며, 또한,

   상기 제1 방향과 수직인 제2 방향의 외력에 대하여, 상기 완충로드는, 상기 제2 방향의 외력이 인가되지 않은 평상시에는 상기 제1 방향을 향하는 방향으로 지향하고 있고, 상기 제2 방향의 외력이 인가되면 상기 제2 방향으로 굴곡되었다가, 상기 제2 방향의 외력이 소멸되면 다시 상기 제1 방향을 향하는 방향으로 지향 방향이 복귀되는 탄성을 가지는 것을 특징으로 하는 완충접촉용 리미트스위치.
2. 물체에 고정되는 몸체부와,

   상기 몸체부에 형성되는 설치부와,

   상기 설치부에 설치되는 전기접점 작동부를 가지는 리미트스위치에 있어서,

   상기 전기접점 작동부의 동작부의 상면에, 완충로드가 설치되며,

   상기 완충로드는, 상기 동작부의 동작방향인 제1 방향을 향하여 뻗는 가늘고 긴 형상으로 이루어지고, 상기 제1 방향을 축으로 하여 꼬인 형태의 트위스티드 와이어봉이며, 또한,

   상기 제1 방향과 수직인 제2 방향의 외력에 대하여, 상기 완충로드는, 상기 제2 방향의 외력이 인가되지 않은 평상시에는 상기 제1 방향을 향하는 방향으로 지향하고 있고, 상기 제2 방향의 외력이 인가되면 상기 제2 방향으로 굴곡되었다가, 상기 제2 방향의 외력이 소멸되면 다시 상기 제1 방향을 향하는 방향으로 지향 방향이 복귀되는 탄성을 가지는 것을 특징으로 하는 완충접촉용 리미트스위치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 완충로드는 그 전체 또는 그 선단이 전기적 절연물로 이루어진 것을 특징으로 하는 완충접촉용 리미트스위치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 완충로드의 선단은 적어도 하나의 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 완충접촉용 리미트스위치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 완충로드의 선단은 상기 제2 방향을 따라 접촉범위를 확대시키는 확장판을 구비하는 것을 특징으로 하는 완충접촉용 리미트스위치.

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